1

CAPITULO I

1.33.- Una forma de tratamiento superficial de una pieza de metal involucra el trabajo en frio de la capa

superficial, por ejemplo, impactndola con granalla. (Vase tambin la seccin 33.2) De qu manera este

proceso afecta la dureza del material? Por qu no funcionara este proceso con (a) plomo y con (b)

magnesio?

Al efecto de introduccin esfuerzos residuales a compresin en las superficies, mediante el granallado. El plomo

tiene alta densidad, resistencia a la corrosin (en virtud de la capa estable de xido de plomo que se forma para

proteger su superficie), blando, baja resistencia, ductilidad y buena capacidad de trabajo.

1.37 Un sujetapapeles se fabrica de un alambre que tiene 6 plg de largo y 1/32 de pulg de dimetro. Si el

tamao de grano es ASTM es 9. Cuntos granos existen en el sujetapapeles?

CAPITULO II

2.41 Identifique los dos materiales de la figura 2.6 que tienen las elongaciones uniformes ms bajas y ms

altas. Calcule estas cantidades como porcentajes de las longitudes calibradas originales.

2.46. Un cable esta hecho de dos trenzas de materiales diferentes A y B y con secciones transversales como

sigue:

Del material A: K=70000psi, n=0.5, A0=0.6plg2

Del material B: K=25000psi, n=0.5, A0=0.3plg2

Calcule la fuerza mxima a la tensin que este cable puede resistir, antes de formar el cuello.

a) Los materiales con elongaciones ms bajas:

Aluminio 2024-O

Aluminio 2024- T36 Los materiales con elongaciones ms altas:

Acero inoxidable 304

Aluminio 1100-O b) % de longitudes:

Aluminio 2024-O =30%

Aluminio 2024- T36 = 25%

Acero inoxidable 304= 100%

Aluminio 1100-O= 180%

2

a) Material A: K=70000psi, n=0.5, A0=0.6plg2

Debido a que la deformacin justo cuando se forma el cuello corresponde a la carga mxima y la deformacin para

este material es:

El rea real al inicio de la formacin de cuello se obtiene de:

(

)

La mxima carga (P) es:

b) Material B: K=25000psi, n=0.5, A0=0.3plg2

Debido a que la deformacin justo cuando se forma el cuello corresponde a la carga mxima y la deformacin para

este material es:

El rea real al inicio de la formacin de cuello se obtiene de:

(

)

La mxima carga (P) es:

CAPITULO III

3.13 Tiene la corrosin algn efecto benfico en la manufactura? Explique.

La corrosin no tiene un efecto beneficioso debido al agrietamiento por esfuerzo-corrosin que es un ejemplo del

efecto de un ambiente corrosivo en la integridad de un producto que, al ser manufacturado, tiene esfuerzos

residuales en l. Igualmente, los metales trabajados en fro son propensos a tener dichos esfuerzos, de ah que sean

ms susceptibles a la corrosin que los metales trabajados en caliente o recocidos.

3

3.14 Juega la conductividad trmica un papel en el desarrollo de esfuerzos residuales en los metales?

Explique.

La incidencia prctica que tiene la conductividad trmica en los metales se la puede considerar cuando este recibe

calor muy puntual y luego lo transfiere (disipa) dentro del material gracias a su conductividad trmica. Si la

conductividad trmica del metal es alta; la disipacin ser elevada y se producir una disminucin rpida de la

temperatura en la zona caliente. En cambio, si la conductividad trmica del metal es baja, la zona de metal caliente

permanecer as por un periodo de tiempo mayor y har ms lento su enfriamiento.

CAPITULO IV

4.10 Explique lo que significa la severidad del temple.

La severidad del temple depende fundamentalmente de la rapidez de enfriamiento, as es ms severo un temple al

agua que un temple al aceite, y est es ms severo que un temple al aire.

En trminos relativos y en orden decreciente, las capacidades de enfriamiento de varios medios de temple son las

siguientes: salmuera agitada, 5; agua estancada, 1; aceite estancado, 0.3; gas fro, 0.1; aire estancado, 0.02.

4.30 Utilizando la fig. 4.5, estime las siguientes cantidades para una aleacin de 20% cobre, 80% de nquel:

(a) la temperatura de lquidos.

(b) la temperatura de slidos.

(c) el porcentaje de nquel en lquido a 1400C (2550F).

(d) la fase principal a 1400 C.

(e) la relacin de solido a lquido a 1400 C.

CAPITULO V

5.4 Liste y explique las caractersticas de los tipos de lingotes de acero.

Se pueden producir tres tipos de lingotes de acero: calmado, semicalmado y efervescente.

1. Acero calmado. ste es un acero totalmente desoxidado; esto es, se retira el oxgeno eliminando as la

porosidad. En el proceso de desoxidacin, el oxgeno disuelto en el metal fundido se hace reaccionar con elementos

como aluminio, silicio, manganeso y vanadio, que deben agregarse al metal fundido. Estos elementos tienen

4

afinidad con el oxgeno y forman xidos metlicos. Si se utiliza aluminio, al producto se le llama acero calmado en

aluminio. El trmino calmado se refiere a que el acero queda quieto despus de colarse en el molde.

Las inclusiones de xido en el bao fundido (si son lo suficientemente grandes) flotan y se adhieren a (o se

disuelven en) la escoria. Por lo tanto, un acero calmado por completo carece de cualquier porosidad provocada por

gases; tampoco tiene sopladuras (agujeros esfricos grandes cerca de las superficies del lingote). En consecuencia,

las propiedades qumicas y mecnicas de un lingote de acero calmado son relativamente uniformes en toda la masa.

Sin embargo, debido a la contraccin durante la solidificacin, un lingote de este tipo desarrolla un rechupe en la

parte superior (tambin denominada cavidad por contraccin). Tiene la apariencia de un embudo y puede consumir

un volumen sustancial del lingote, ya que debe cortarse y manejarse como chatarra.

2. Acero semicalmado. El acero semicalmado es un acero parcialmente desoxidado. Contiene alguna porosidad

(por lo general en la seccin central superior del lingote), aunque muy poco, o ningn, rechupe. El resultado es que

se reduce el desperdicio.

Aunque el rechupe en el acero semicalmado es menor, esta ventaja se ve superada por la presencia de porosidad en

esa regin. La produccin de los aceros semicalmados es econmica.

3. Acero efervescente. En un acero efervescente, que en general tiene un contenido bajo de carbono (menos de

0.15%), los gases desarrollados se calman (o controlan) parcialmente mediante la adicin de otros elementos, como

el aluminio. Los gases producen sopladuras a lo largo del anillo exterior del lingote, de aqu el trmino

efervescente. Los aceros efervescentes tienen poco o ningn rechupe y poseen una superficie dctil con un buen

acabado superficial. Adems, las impurezas y las inclusiones tienden a segregarse hacia el centro del lingote. Por lo

tanto, los productos fabricados con este acero pueden resultar defectuosos y debe inspeccionarse.

5.19 De dnde proviene el trmino hierro cochino? La palabra cochino proviene de las prcticas iniciales de verter el metal fundido en pequeos moldes de arena

arreglados como una camada de cochinos alrededor de un canal principal. El metal solidificado (arrabio) se utiliza

despus para fabricar hierro y aceros.

5.42 Ahora algunas bebidas se expenden en latas de acero (con tapas de aluminio) que se ven iguales a las

latas de aluminio. Consiga una de cada una de ellas, pselas cuando estn vacas y determine sus espesores

de pared correspondientes.

El peso de una lata vaca de refrescos de 355-ml. pesa 11 gramos., y de una lata de 237-ml. Su peso es de 9 gramos.

La hojalata puede definirse de una manera elemental como una hoja de acero de entre 0,14 y 0,49 mm de espesor,

revestida por ambas caras con una pelcula de estao.

CAPITULO VI

6.4 Cules son los usos principales del cobre? Cules son los elementos de aleaciones en el latn y en el

bronce respectivamente?

Gracias a su alta conductividad elctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material ms utilizado

para fabricar cables elctricos y otros componentes elctricos y electrnicos. El latn (aleacin de cobre y zinc) es

una de las primeras aleaciones desarrolladas y tiene numerosas aplicaciones, incluyendo objetos decorativos. El

bronce es una aleacin de cobre y estao. Existen otros bronces, como el bronce de aluminio (aleacin de cobre y

aluminio) y bronces de estao. El cobre-berilio (o bronce de berilio) y el bronce de fsforo tienen buena resistencia

y dureza en aplicaciones como resortes y rodamientos. Otras aleaciones importantes de cobre son los cupronqueles

y los nqueles de plata.

6.16 Seria ventajoso el trazar los datos de la tabla 6.1 en funcin de costo por peso unitario, en vez de costo

por volumen unitario? Explique y de algunos ejemplos.

5

6.18 Aparte de la resistencia mecnica, que otros factores deben ser considerados en la seleccin de metales

y aleaciones para aplicaciones de alta temperatura?

El rango de temperatura para algunas aplicaciones est en el orden de 1100OC a 2200OC donde la principal

preocupacin es la resistencia mecnica y la oxidacin.

Propiedades como la resistencia a la corrosin, alta conductividad trmica y elctrica, baja densidad y facilidad de

fabricacin.

CAPITULO XI

11.18 De ejemplos de razones para el uso de los insertos para dado.

Tambin se utilizan insertos para diversas partes del molde. Para aumentar la vida de los moldes permanentes, es

similar a la colocacin de palitos de madera en las paletas antes de congelarlas. Para que exista una buena

resistencia entre las fases, las superficies de los insertos deben estar moleteadas, ranuradas o estriadas. Por lo

comn, se utilizan insertos de acero, bronce y latn en aleaciones fundidas a presin en matriz. Al seleccionar los

materiales para los insertos, debe tenerse en consideracin la posibilidad de que ocurra corrosin galvnica. Para

evitar este problema potencial, el inserto se puede aislar, recubrir o tratar superficialmente.

11.19 Cul es la funcin de un corazn?

Se colocan en el molde para formar regiones huecas o para definir la superficie interior de la fundicin.

Tambin se utilizan en la parte exterior de la misma a fin de formar caractersticas como letras sobre la superficie o

cavidades externas profundas.

11.51 El estado lodoso de las aleaciones se refiere a aquel estado entre la temperatura de slidos y lquidos, segn fue descrito en la seccin 10.2. Los metales puros no tienen este estado lodoso. Quiere esto

decir que los metales puros no se pueden colar como barros? Explique.

CAPITULO XIII

13.8 Explique las caractersticas de los distintos tipos de laminadoras.

- laminado plano:

Involucra el laminado de planchas, tiras, lminas y placas, en el laminado plano se presiona el trabajo entre dos

rodillos de manera que su espesor se reduce a una cantidad llamada draft.

- Laminado en anillo:

Es un proceso de deformacin, utilizado para reducir el espesor e incrementar el dimetro, en este proceso de

laminado, las paredes gruesas del anillo son sometidos a una presin determinada ejercida por diferentes dados

obteniendo as paredes ms delgadas, pero de un dimetro mayor.

- Laminado de roscas

6

Este proceso de laminado se realiza en fro se pueden formar roscas rectas o cnicas en varillas redondas cuando

stas pasan a travs de dados para darles la forma. Las roscas se forman sobre el alambre o varilla en cada carrera

de un par de dados planos reciprocantes, en este proceso se mantiene el volumen constante ya que no existe

eliminacin de material. Los productos tpicos son: pernos, tornillos y piezas roscadas.

El proceso puede generar formas similares como ranuras y formas de engrane. Este mtodo tiene la ventaja de

generar roscas sin ninguna prdida de material (desperdicio) y con buena resistencia (debido al trabajo en fro)

- Laminado continuo:

El acero fundido se convierte directamente en planchas gruesas, placas delgadas o tochos. Las planchas gruesas se

producen en 45 minutos a diferencia de las 12 horas que requiere el proceso convencional.

- Laminado de forma:

Se pasa la materia prima a travs de un juego de rodillos especialmente diseados, se laminan formas estructurales

rectas y largas, como barra solida, vigas y rieles de ferrocarril, la seccin transversal del material se va a reducir de

una manera no uniforme.

- Laminado en tndem

La tira es laminada continuamente a travs de un numero de pases con calibres ms pequeos en cada pase, cada

pase e...

13.11 Cmo se manufactura los tubos sin costura?

Perforado rotativo de tubo. Tambin conocido como proceso Mannesmann, es una operacin de trabajo en caliente

para hacer tubera y tubos sin costura largos y de pared delgada (figura). Desarrollado en la dcada de 1880, este

proceso se basa en el principio de que cuando una barra redonda se somete a fuerzas radiales de compresin, se

desarrollan esfuerzos de tensin en su centro. Cuando se somete de manera continua a estos esfuerzos cclicos de

compresin (fig. b), la barra empieza a desarrollar una pequea cavidad en el centro que comienza a crecer. (Este

fenmeno se puede demostrar con una pieza corta y redonda de goma para borrar, si se rueda adelante y atrs sobre

una superficie dura plana, como se muestra en la fig. b). El perforado rotativo de tubo se realiza mediante un

arreglo de rodillos giratorios (fig. c). Los ejes de los rodillos se inclinan para jalar la barra redonda a travs de ellos

por medio del componente axial del movimiento giratorio. Un mandril interno promueve la operacin ampliando el

orificio y dimensionando el dimetro interior del tubo; se puede mantener en su lugar con una barra larga, o puede

ser un mandril flotante sin soporte.

La severa deformacin que sufre la barra obliga a que el material sea de alta calidad y no tenga defectos (ya que se

pueden propagar con rapidez y provocar fallas prematuras de la parte durante el formado).

CAPITULO XIV

14.7 Qu tipo de piezas puede producir el forjado rotatorio?

Conocido como forjado radial, forjado rotatorio o simplemente estampado), El proceso de forjado rotatorio tambin

se puede utilizar para ensamblar accesorios en cables y alambres; en dichos casos, el accesorio tubular se estampa

directamente en el cable. Este proceso se usa asimismo para operaciones como punteado (ahusado de la punta de

una parte cilndrica) y dimensionado (terminacin de las dimensiones de una parte). En este proceso se reduce el

dimetro interno y/o espesor del tubo con el uso de mandriles internos o sin l (fig. 14.15a y b). Para la tubera de

dimetro pequeo se puede utilizar alambre de alta resistencia como mandril. Los mandriles tambin pueden

fabricarse con estras longitudinales que permiten la extrusin de tubos con forma interior (fig. 14.15c). Por

7

ejemplo, el estriado en los caones de las armas (estras internas en espiral que proporcionan el efecto giroscpico a

las balas) se puede producir si se estampa un tubo sobre un mandril con estras en espiral. Se ha construido

maquinaria especial para estampar caones de armas y otras partes con dimetros iniciales grandes, hasta de 350

mm (14 pulgadas).

14.34 Si inspecciona algunos productos forjados, como por ejemplo una llave de tubos, puede ver que las

letras y los nmeros en ellos estn en altorrelieve y no estampados. Explique por qu se hicieron as.

14.47 Use la ecuacin (14.1) para trazar una grfica de la fuerza de forjado F en funcin del radio r de la

pieza. Suponga que el esfuerzo de flujo, YB del material, es constante, y recuerde que el volumen del material

permanece constante durante el forjado. As, cuando h disminuye, r aumenta.

F r h

180 6 1

104,194444 5,5 1,5

66,6666667 5 2

44,55 4,5 2,5

30,2222222 4 3

20,4166667 3,5 3,5

13,5 3 4

8,56481481 2,5 4,5

5,06666667 2 5

2,65909091 1,5 5,5

1,11111111 1 6

0,26282051 0,5 6,5

CAPITULO XV

15.8 Por qu el vidrio es buen lubricante en la extrusin en caliente?

El vidrio es un excelente lubricante para aceros simples e inoxidables, para metales y aleaciones de alta

temperatura La palanquilla caliente conduce calor a dicho soporte, por medio del cual comienza a fundirse como

una delgada capa de vidrio que acta como lubricante en la interfaz del dado conforme avanza la extrusin.

15.56 Haga una lista extensa de productos que se fabriquen o que tengan uno o ms componentes fabricados

con a) Alambre y b) varillas, de diversas secciones transversales.

15.58 Describa los productos que se pueden fabricar con el proceso de extrusin lateral de la figura 15.3c.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 1 2 3 4 5 6 7

F vs r

8

CAPITULO XVI

16.19 Describa las propiedades de los diagramas de lmite de formado (FLD).

Un avance importante en la prueba de formabilidad de las hojas metlicas es el desarrollo de los diagramas de

lmites de formado, como se muestra en la figura 16.4. Un diagrama de lmites de formado (FLD, por sus siglas en

ingls) se construye marcando primero la hoja plana con un patrn de rejilla de crculos (ver fig. 16.15), mediante

tcnicas electroqumicas o de fotograbado. Despus se estira la lmina en bruto sobre un punzn (fig. 16.13a) y se

observa y mide la deformacin de los crculos en las regiones donde ocurri la falla (formacin de cuellos y

rasgado). Aunque suelen tener un dimetro de 2.5 mm a 5 mm (0.1 a 0.2 pulgada), los crculos deben hacerse tan

pequeos como sea prctico para mejorar la precisin de la medicin.

Con el propsito de desarrollar un estiramiento desigual para simular las operaciones reales de formado de las

hojas, los especmenes planos se cortan con anchos variables (fig. 16.13b) y despus se someten a prueba.

Obsrvese que un espcimen cuadrado (a la derecha de la figura) produce un estiramiento biaxial equivalente

(como el que se obtiene al inflar un globo), mientras que un espcimen angosto (a la izquierda de la figura) se

aproxima al estado de estiramiento uniaxial (es decir, tensin simple). Luego de realizar una serie de ensayos en

una lmina metlica en particular y a diferentes anchos, se construye un diagrama de lmites de formado en el que

se muestran las fronteras entre las regiones de falla y las seguras (fig. 16.14b).

Para desarrollar un diagrama de lmites de formado se obtienen las deformaciones ingenieriles mayor y menor,

midiendo la deformacin de los crculos originales. En la figura 16.14a se observa que el crculo se ha deformado

hasta convertirse en elipse, cuyo eje mayor representa la direccin y magnitud mayores del estiramiento. La

deformacin mayor es la deformacin ingenieril en esta direccin y siempre es positiva, ya que la hoja se est

estirando. El eje menor de la elipse representa la magnitud del estiramiento o contraccin en la direccin

transversal.

Sin embargo, ntese que la deformacin menor puede ser positiva o negativa. Por ejemplo, si se coloca un crculo

en el centro de una probeta para ensayo de tensin y despus se alarga uniaxialmente (tensin simple), la probeta se

estrecha al estirarse (debido al efecto de Poisson) y, por lo tanto, la deformacin menor es negativa. (Este

comportamiento se puede demostrar con facilidad estirando una banda de hule y observando los cambios

dimensionales que sufre). En cambio, si colocamos un crculo sobre un globo y lo inflamos, las deformaciones

mayor y menor son ambas positivas y de magnitud equivalente.

9

FIGURA 16.15 Deformacin de un patrn de rejilla y rasgado de una hoja metlica durante el formado. Los ejes

mayor y menor de los crculos se utilizan para determinar las coordenadas en el diagrama de lmites de formado de

la figura 16.14b. Fuente: S. P. Keeler.

Al comparar las reas de las superficies del crculo original y del crculo deformado sobre la hoja formada, tambin

puede determinarse si el espesor de la hoja ha cambiado durante la deformacin. Como en la deformacin plstica

el volumen permanece constante, se sabe que si el rea del crculo deformado es mayor que la del crculo original,

la hoja se ha vuelto ms delgada. Este fenmeno se puede demostrar con facilidad inflando un globo y observando

que se vuelve ms translcido conforme se estira (porque se est volviendo ms delgado).

Los datos as obtenidos en los diferentes puntos de cada una de las muestras que aparecen en la figura 16.13b, se

grafican despus como se muestra en la figura 16.14b.

Las curvas representan los lmites entre las zonas de falla y las zonas seguras para cada tipo de metal, y como se

puede observar, cuanto ms elevada sea la curva, mejor ser la formabilidad de un metal en particular. Como se

esperaba, los diferentes materiales y condiciones (como los trabajados en fro o tratados trmicamente) tienen

distintos diagramas de lmites de formado.

Tmese como ejemplo la aleacin de aluminio de la figura 16.14b: si un crculo en un punto especfico de la hoja

ha sufrido deformaciones mayores y menores de ms 20% y menos 10%, respectivamente, no habra

desgarramiento ah. En cambio, si las deformaciones mayores y menores fueran de ms 80% y menos 40%,

respectivamente, en otra ubicacin, existira un desgarramiento en esa parte particular del espcimen. En la figura

16.15 se muestra un ejemplo de una parte producida con una hoja metlica formada con un patrn de rejilla.

Obsrvese la deformacin de los patrones circulares alrededor del desgarramiento de la hoja formada.

Es importante hacer notar, en los diagramas de lmites de formado, que una deformacin por compresin menor de,

digamos, 20%, se asocia con una deformacin mayor ms grande que una deformacin menor a tensin (positiva)

de la misma magnitud. En otras palabras, es deseable que la deformacin menor sea negativa (esto es, que la

contraccin ocurra en la direccin menor). En el formado de partes complejas pueden disearse herramentales

especiales, a fin de aprovechar el efecto benfico de las deformaciones menores negativas en la formabilidad.

El efecto del espesor de las hojas sobre los diagramas de lmites de formado se refleja en la elevacin de las curvas

en la figura 16.14b. Cuanta ms gruesa sea la hoja, ms elevada ser la curva de formabilidad y, por ende, ms

formable. En las operaciones reales de formado, una pieza en bruto gruesa tal vez no se doble tan fcilmente

alrededor de radios pequeos sin agrietarse (como se indica en la seccin 16.5 sobre doblado). La friccin y la

lubricacin en la interfaz entre el punzn y la hoja metlica tambin afectan los resultados de los ensayos. Con unas

interfaces bien lubricadas, las deformaciones en la hoja se distribuyen de manera ms uniforme sobre el punzn. De

igual forma, como era de esperarse, y dependiendo del material y de su sensibilidad a muescas, rayaduras

superficiales, depresiones profundas e imperfecciones, se puede reducir de modo significativo la formabilidad y de

ah llevar a un desgarramiento prematuro y a la falla de la parte.

16.28 Explique por qu las pruebas con copas o depresiones pueden no pronosticar la formalidad de las

hojas metlicas en los procesos reales de formado.

16.66 Trace la grfica de la ecuacin (16.6) en trminos de E, el mdulo de elasticidad, y de Y, el esfuerzo de

fluencia, y describa sus observaciones.

10

CAPITULO XVII

17.26 Explique las causas de las formas de las curvas de la fig 17.9 y sus posiciones relativas.

17.51 Haga una grfica del tamao de la abertura en funcin del tamao de la malla, para las cribas que se

usan en la clasificacin de los polvos metlicos.

Tamao Malla

Abertura (um)

30 600

100 150

400 38

17.87 Hay rebabas que se formen en el moldeo de barbotina? Qu propone usted para eliminarla?

La barbotina debe tener suficientes fluidez y baja viscosidad para fluir con facilidad dentro del molde, de manera

muy similar a la fluidez de los metales fundidos. El vaciado de la barbotina se tiene que realizar en forma

apropiada, ya que el aire atrapado puede constituir un problema significativo durante el vaciado.

0

100

200

300

400

500

600

700

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Abertura vs Tamano Malla

11

CAPITULO XIX

19.11 Qu procesos descritos en este captulo se adaptan mejora la produccin de piezas de cermicos?

Por qu?

La manufactura con partculas balsticas, que expulsa un chorro cermico por un orificio pequeo hasta una

superficie con un mecanismo parecido al chorro de tinta, el aglutinante se dirige hacia una capa de polvos de

cermico. Los moldes necesitan post-procesarse en dos etapas: curado a 150oC y despus quemado de 1000oC a

1500oC.

19.20 Si se van a fundir piezas por el mtodo de molde cermico (a la cera perdida), se pueden producir con

ms rapidez si tienen una cascara slida y un interior poroso. Estime el material y la reduccin del tiempo de

produccin para producir un cilindro hueco de 125mm (5plg) de alto y 62.5 mm (2.5 plg) de dimetro.

Suponga que se van a analizar la estereolitografia o un modelado por deposicin de fundido, con foco de

0,625 mm (0.025plg) de dimetro de foco o de filamento, respectivamente. Para asegurar la integridad de la

parte, se trazaran dos contornos en torno a la periferia de la parte, en cada superficie. Use una velocidad de

travesa de laser o de cabeza de extrusin de 50mm por segundo.

CAPITULO XVI

26.2 Diga el nombre de los procesos que intervienen en el maquinado qumico. Describa sus principios en

forma breve.

El maquinado qumico se desarroll a partir de la observacin de que los productos qumicos atacan y afectan a la

mayora de los metales, piedras y algunos cermicos, retirando as pequeas cantidades de material de la superficie.

El proceso CM se efecta mediante la disolucin qumica y el uso de reactivos o atacantes, como las soluciones

cidas y alcalinas. El maquinado qumico es el ms antiguo de los procesos de maquinado avanzado y se utiliza en

el grabado de piedras y metales, en rebabeo y en la produccin de tableros para circuitos impresos y dispositivos

microelectrnicos.

Fresado qumico. En el fresado qumico se producen cavidades poco profundas en placas, lminas, forjas y

extrusiones, por lo general para la reduccin global de peso. Este proceso se ha utilizado en una amplia variedad de

metales, con profundidades de remocin de metal hasta de 12 mm (0.5 pulgada). El ataque selectivo del reactivo

qumico sobre diferentes reas de la superficie de la pieza de trabajo se controla por medio de capas removibles de

material (llamado enmascaramiento), o mediante la inmersin parcial en el reactivo.

Troquelado qumico. El troquelado qumico es similar al troquelado de lminas u hojas metlicas en que se utiliza

para producir rasgos que traspasan el espesor del material, con la excepcin de que el material se retira mediante

disolucin qumica, ms que por cizallamiento. Las aplicaciones comunes del troquelado qumico son el ataque sin

dejar rebabas en las tarjetas para circuitos impresos, tableros decorativos y estampados de lminas metlicas

delgadas, as como la produccin de formas complejas o pequeas.

Troquelado fotoqumico. El troquelado fotoqumico (tambin llamado fotoataque) es una modificacin del

fresado qumico. El material se retira (por lo general de una delgada lmina) mediante tcnicas fotogrficas. Se

pueden troquelar formas complejas y sin rebabas (fig. 27.5) sobre metales hasta de 0.0025 mm (0.0001 pulgada) de

espesor. Este proceso, al que algunas veces se le denomina maquinado fotoqumico, tambin se utiliza para ataque

de superficies.

26.25 Describa sus ideas respecto al maquinado con rayo lser de materiales no metlicos. Cite algunas

aplicaciones posibles, incluyendo sus ventajas en comparacin con otros procesos.

26.35 Cules de los procesos descritos son adecuados para producir orificios muy pequeos y profundos?

Por qu?

12

Una modificacin del ECM es el maquinado electroltico con forma de tubo (STEM, por sus siglas en ingls),

utilizado para taladrar orificios profundos de dimetro pequeo, como en los labes para turbinas. La herramienta

es un tubo de titanio, recubierto con una resina aislante elctrica. Se pueden taladrar orificios tan pequeos como

0.5 mm, con relaciones de profundidad a dimetro hasta de 300:1. No provoca ningn dao trmico a la parte y la

falta de fuerzas de la herramienta evita la distorsin de la parte.

CAPITULO XXXIII

33.15 Cules son las semejanzas y diferencias entre electrodeposicin y anodizado?

Por lo general, la electrodeposicin del metal comprende la electrodeposicin de una pelcula delgada de nquel

La electrodeposicin ocurre en las reas que no estn enmascaradas, produciendo al final una imagen idntica a la de la mscara

En la electrodeposicin, la pieza de trabajo (ctodo) se deposita con un metal diferente (nodo), que se transfiere mediante una solucin electroltica base agua.

Por lo comn, el tiempo requerido para la electrodeposicin es largo, porque la velocidad de deposicin suele ser del orden de En general, las capas delgadas depositadas son del orden de y las capas gruesas pueden ser hasta de 500 .

En ocasiones se agregan sales de metales adicionales a la solucin, o se usa un nodo de sacrificio del metal a recubrir dentro del tanque de electrodeposicin, que se disuelve a la misma velocidad con que se

deposita el metal.

Se puede lograr una electrodeposicin simple en un solo bao o tanque de proceso, pero es ms comn utilizar una secuencia de operaciones en una lnea de deposicin.

Ejemplos de electrodeposicin incluyen el cobrizado de alambre de aluminio y tarjetas de fenlicos para circuitos impresos, el cromado de herramientas manuales, el estaado de conexiones elctricas de cobre

(para facilitar la soldadura), el galvanizado de lmina metlica, y la deposicin en componentes como las

matrices para el trabajo de los metales que requieren resistencia al desgaste y excoriacin (soldadura en

fro de pequeas piezas de la superficie de la pieza de trabajo). Metales como el oro, la plata y el platino

son materiales de electrodeposicin importantes en la industria electrnica y en la joyera.

Tambin se puede utilizar la deposicin sin electricidad con materiales no conductivos, como plsticos y cermicos. Este proceso es ms costoso que la electrodeposicin. Sin embargo, a diferencia de esta ltima,

el espesor del recubrimiento de la deposicin sin electricidad siempre es uniforme.

Es un proceso de oxidacin (oxidacin andica) en el que las superficies de la pieza de trabajo se convierten en una capa dura y porosa de xido que proporciona resistencia a la corrosin y un acabado

decorativo.

La pieza es el nodo en una celda electroltica inmersa en un bao de cido, que produce una adsorcin de oxgeno del bao.

Se pueden utilizar tintes orgnicos de varios colores (por lo general negro, rojo, bronce, dorado o gris) para producir pelculas superficiales estables y durables.

La anodizacin se aplica en muebles y utensilios de aluminio, formas arquitectnicas, molduras automotrices, marcos para pinturas, llaves y artculos deportivos.

Las superficies anodizadas tambin sirven como una buena base para pintar, en particular sobre aluminio, que de lo contrario sera difcil de pintar.

33.20 Describa ejemplos de diseo de piezas que sean adecuados para el galvanizado por inmersin en

caliente

En la inmersin en caliente, la pieza de trabajo (por lo general acero o hierro) se sumerge en un bao de metal

fundido, como (a) zinc, para lmina de acero galvanizado y accesorios de plomera; (b) estao, para hojalata y latas

de estao para contenedores de alimentos; (c) aluminio (aluminizacin), y (d) terne, una aleacin de plomo con

10% a 20% de estao.

Los recubrimientos por inmersin en caliente de partes discretas proporcionan resistencia a la corrosin de largo

plazo a tubos galvanizados, accesorios de plomera y muchos otros productos.

13

33.28 Se hace un bruido con rodillo a un eje para aumentar su duracin a la fatiga. Se nota que el acabado

superficial resultante es malo, y se propone maquinar la capa superficial para aumentar la vida a la fatiga.

Funcionar esto? Por qu?

Mediante el bruido con rodillos se induciendo esfuerzos residuales a compresin en las superficies, por ejemplo,

mediante chorro de granalla o